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相片調繪的常用方法有

發布時間:2024-09-30 07:09:29

A. 地面數字化地形測量工作淺議

1 引言

全球電子工業的迅猛發展,給測繪行業帶來了新的變革,測繪技術獲得了巨大的發展,各種電子測繪儀器和先進的測繪手段逐步應用於生產。電子計算機及全站儀的普及,使地形圖的成圖方法由傳統的經緯儀加小平板手工繪圖或大平板手工繪圖全面向全站儀獲取信息配合計算機這一數字化測圖的方向發展。

信息化、數字化技術發展以來,現在數字化測圖技術以其測量精度高、成圖速度快、容易更新、工作效率高等一系列的優點,配合相關的成圖軟體,已在全國城市開發、礦山建設、工程施工等方面的地形圖測繪中得到了廣泛的應用。我們結合長期從事數字化測圖工作,就數字成圖中的幾個方面談一些簡單的體會。

2 目前主要應用的幾種作業方法

目前在我國,獲得數字地圖的主要方法有3種i原圖數字化、航測數字成圖、地面數字測圖。但不管哪種方法,其主要作業過程均為三個步驟:數據採集、數據處理及地形圖的數據輸出(列印圖紙、提供光碟等)。

2.1 原圖數字化

當一個城市(地區)需要用到數字地形圖而一時因經費困難或受到時間等原因的限制時,該方法是再適宜不過的了。它能夠充分地利用現有的地形圖,僅需配備計算機、數字化儀、繪圖儀再配以一種數字化軟體就可以開展工作,並且可以在很短的時間內獲得數字的成果。如一時連購買設備的經費也難以落實,也可讓具備有圖紙數字化能力的測繪單位代而為之。它的工作方法有兩種:手扶跟蹤數字化及掃描矢量化後數字化,其中後一種要比前一種的精度高、效率高,但掃描矢量化需要購買相關的軟體,也需要一定的成本。但是,利用該方法所獲得的數字地形圖其精度是受原圖精度影響的,再加上進行數字化過程中所產生的各種誤差,所以,它的精度要比原圖的精度還要差,而且它所反映的是原圖成圖時地表上的各種地物地貌。在經濟比較發達的城鎮,該方法對有變化的或新增的地物地貌就不能很好的表現。若是在偏僻的山區對精度要求不高的情況下,可以把原圖數字化以提高工程進度,該方法有一定局限性。

現在,為了充分利用該法得到的數字地圖,也可通過在修測、補測時,再實測一部分原地物點的精確坐標,把實測的坐標展在原圖上,通過軟體糾正,可在一定的程度上提高原有圖的精度。但總體精度還是不夠均勻,這樣的地形圖只能應用於簡單的或粗略的設計或畫線用,如果用於較嚴格的建設工程或規劃工程則不能達到預期目的。

2.2 航測數字成圖

當一個地區(或測區)很大時,就可以利用航空攝像機在空中攝取地面的影像,通過航測軟體對拍攝影像的一些幾何糾正,生成航片再通過外業判讀,在內業建立地面的模型,通過計算機用繪圖軟體在模型上量測,直接獲得數字地形圖。隨著科技的進步,數碼航空相機已取代傳統膠片相機,獲得影像的精度也有了很大的提高,應用領域也很廣泛,這將是今後數字測圖的一個重要發展方向。

該方法的特點是可將大量的外業測量工作移到室內完成,外業只需要相片控制測量和野外調繪工作,它具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低,不受氣候及季節的限制等優點。但是該方法的初期投入較大,需要大量的處理軟體、計算機工作站等大型設備,同時需要有一定素質的專業技術人員才能完成。因此,它特別適用於某一地區的大面積成圖,如果一個測區較小,它的成本就顯得較高。

2.3 地面數字測圖

為滿足城市規劃開發和劃撥地以及土地利用等高精度要求,城市建設部門、土地管理部門迫切需要精度高的大比例尺地形圖,其主要獲取來源還是採用地面數字測圖的方法,主要是採用全站儀、電子平板外業採集數據,再用相關的成圖軟體進行內業處理,最終形成數字化地形圖。此方法是目前許多測繪單位用得最多的數字測圖方法。

採用該方法所得到的數字地形圖的特點是測量儀器比較容易操作,一般普通文化程度的人員都能學會,成圖軟體大多是漢化的,各種符號比較齊全,通信方便,操作簡單,測量精度高,成圖精度相應也比較高,重要地物相對於鄰近控制點的精度可以控制在5cm以內,完全滿足城市規劃、地籍及土地管理等方面的圖件精度要求。此作業方法比較靈活,可以任意大小的測區進行快速更新和補測修測工作。

3 地面數字化地形測量工作簡述

3.1 控制測量與圖根測量

在地面數字化地形測量工作中,隨著GPS技術的發展及全站儀的普及,控制網的布設形式更加靈活多樣。控制測量的工作與傳統的控制測量相比更簡便,工作效率也比較高。現在,平面控制測量工作主要有以下幾種方法。

(1)利用靜態GPS配合導線法。在國家等級控制點或城市基本控制點的基礎上、在測區建立靜態GPS控制網,根據測區的面積和居民地及地形情況,適當布設控制點的個數,居民地及復雜地區配合全站儀導線測量。

(2)利用動態GPS。RTK測量直接實測圖根點。現在RTK平面精度一般能達到10mm+1ppm,已遠遠滿足圖根導線1∶5000的精度,這樣大大減少了平面控制測量工作,利用動態GPS RTK測量可以直接得到圖根點成果。若是村莊比較密集,可再進行二級圖根加密。

(3)單一導線或導線網法。隨著全站儀的廣泛普及應用,進行導線測量變得十分方便,而且相應的平差軟體也比較多,計算也很容易,加之導線布設形式比較隨意靈活,觀測方便,不失為首級控制和圖根控制的好方法。因此,對於施工面積比較小的控制點比較近的測區或居民地街道等測區,就可以直接採用導線法進行。

總之,隨著現代先進測繪儀器的不斷應用,進行控制測量工作的手段和技術不斷完善,工作效率也有了較大的提高。近年來,在浙江許多城市進行1∶500數字化地形測量工作時,大多採用的是靜態GPS配合導線方法。即根據測區面積大小,先在測區利用四台加拿大Smart 3100IS接收機,觀測了若干個首級控制點,然後按照每幅圖平均需要點的數量要求,進行圖根點導線測量工作,在村莊和樹木密集的地區適當增加部分圖根點。

控制點高程測量是根據測區地形情況和甲方要求,主要還是採用水準測量、三角高程測量或全站儀直接高差方法進行,如果已知高程點較多,也可以採用GPS高程擬合方法進行,但大家知道GPS高程擬合的精度比較其他方法要低,在精度要求不高的情況下可以採用。

3.2 野外測圖

3.2.1 數字測圖與傳統平板測圖精度的比較

眾所周知,在傳統平板測圖中,地面點平面位置的誤差至少受下列誤差的影響比較大:①圖根點的展繪誤差M展;②測定地物點的距離誤差M距;③測定地物點的方向誤差M;④地形圖上地物點的刺點誤差M和繪圖誤差M繪;⑤清繪時所造成的誤差M

正是因為上述諸多誤差因素影響,普通平板測圖方法所得到的地形圖上地物點平面位置的誤差相對就比較大。而在數字測圖中,因為是計算機自動展點,所以圖根點與地物點的展繪誤差可看作0。則剩下的為M距、M取決於全站儀的標稱精度和測量照準誤差。顧及測量中棱鏡不到位的因素,在觀測時可以在照準後再進行記錄數據,這樣,實測得的該點平面位置精度相對於圖根點的誤差較小,從而提高了測量精度。

由此可見,在視線良好的情況下,由於全站儀相對於經緯儀測角、測距精度的提高及計算機的應用,測量碎部點的距離可以放大,圖根點的密度可作相應地降低,邊長可放寬。對於支站,也可不受2站的限制可以適當放寬要求,一般支3~4站的精度還是可以達到要求的,不過進行支站操作時要認真細心,盡量減少誤差。

3.2.2 碎部測量工作

現在許多測繪單位進行碎部測量所使用的全站儀的精度一般為2″或5″,±5mm+5ppm以上的平面精度,而且都是電子自動讀數自動存儲的,然後進行數據通訊(即數據傳輸),即可進行內業連點與成圖。

我們進行的數字化地形測圖工作中,碎部測量的主要方法為全站儀極坐標法,實時將數據記錄在儀器中,再配合繪制外業草圖,每日工作結束後,及時將全站儀的數據傳輸到計算機中並進行備份,通過室內連點,取得野外實測的准確圖形,在實測得多數碎部點的坐標後,可利用軟體中的方向交會、距離交會、十字尺測量法或量算定點等方法來取得其餘各點的坐標,再輔以軟體中的偏移、拷貝、延伸自動繪制等高線等功能,得到最後的圖形。這種作業模式我們認為有以下四條優點:

(1)在測量村莊時,很多時候房屋只能測量前面兩個點,寬度卻無法測量。跑點人員就可以順便丈量寬度,實現了測量一次成圖,減少了支站和野外巡視的時間,提高了工作效率。

(2)在測繪比較復雜的地區時,可以不按照順序來跑點,而是實行就近原則,繪圖員可以在草圖上一一表示清楚,可以實現一遍就可跑完地物,避免了重復跑尺和遺漏,達到省時省力增效的目的。

(3)在進行山區測量時,一般一站只能看到一部分。若在跑尺員已爬上山,但在本站無法看到的情況下,這時繪圖員就可在山下支站、定向,並指揮跑點人員自己上山,使作業過程更加靈活。

(4)有了原始的地形草圖後,為下一步的室內編輯工作創造了比較優越的條件,因為草圖實際上已經是地形圖的原形了,而且編輯人員可以隨時向繪圖員了解實地情況。當然,有的施工單位是採用外業觀測輸入編碼+計算機室內編輯。我們認為僅僅依靠編碼容易發生一些錯連或漏連,這樣造成外業巡視或補測的工作量就相應的增加。

3.3 內業處理

實際上,數字化地形測量工作是一個連貫的工作過程,即每天施工完成的測點數據都是及時地進行傳輸,內業工作人員及時收集當天各生產組的地形草圖,及時編輯處理,保證繪圖員在有效的記憶時間里對當天或近日所跑地形進行檢查校驗,減少二次外業的工作量。

3.3.1 數字化地形圖測量軟體的選擇

地形圖測量軟體的選擇十分重要,首先要看該軟體是否適合本單位的實際生產組織情況,二要看其可操作性、界面友好程度、簡便易學程度,三要充分考慮甲方需要。

目前測繪成圖軟體種類較多,有的是本系統或本單位自行開發的,有的是由專門的測繪軟體開發商開發的,是以商業目的提供給廣大用戶使用的。自行開發的軟體有很多局限性,不容易被甲方接受。因此,大多生產單位都較多地使用商業軟體(如南方CASS系列、北京威遠圖、清華山維、廣州開思等)。

EPSW系列主要用於實測與自動繪制各種大比例尺數字地形圖、地籍圖、管線圖、地物平面圖、斷面圖等,但它的這幾個功能是在不同的專門軟體中的。它的主要特點如下:①實時成圖。充分發揮了原來的平板測圖優勢,即測即顯,在現場成圖,真正達到了內外業一體化。②具有多種碎部測量方法。③獨創的一步測量法,可以一邊測圖根,一邊測碎部,最後再平差。該軟體的最大優點是比較符合有一定野外工作經驗的測繪工作者使用,同時又能高效地完成工作,應該說是我國現在電子平板測圖系統中做得最好的。因此,深受廣大測繪人員的喜愛,也占據了較大的電子平板測圖市場。它開創了數字測圖的新局面,對我國數字測圖技術的推廣起到極大的推動作用。但是,它將原來在外業的工作依舊在外業完成,並且外業用的便攜計算機很容易損壞。

對於已經熟悉AUTO CAD的用戶而言,南方CASS系列、北京威遠圖、清華山維、廣州開思等系列軟體則是一個很好的選擇。因為它們是基於AUTO CAD平台上開發的數字化測量專用軟體。大家知道,AUTO CAD是目前世界上功能強大的繪圖軟體,幾乎它的所有功能都可以在測量專用軟體上使用,其輸出格式*.D W G也已基本是國內通用格式。同時,這些軟體又在AUTO CAD的基礎上開發了許多功能,如量算定點、繪制等高線、繪斷面圖等。除此之外,還提供了地籍表格繪制與圖紙管理等功能。因此,強大的功能和友好的界面以及簡單易學等優點得到了充分的體現,加上開發商良好的培訓和軟體升級服務,也是當前諸多單位使用最多的軟體,我們目前使用的就是南方C A SS系列數字化測量專用軟體。

3.3.2 數據傳輸

外業測量結束以後,就可以把全站儀用傳輸線與計算機連起來,進行數據的傳輸了。獨立的傳輸軟體,可以從儀器銷售商那裡獲得。現在大部分成圖軟體也都有數據傳輸功能,因此更加方便了。數據存儲在電腦里的也都是純文本格式,有什麼需要修改的直接編輯就可以。

3.3.3 南方CASS系列軟體內業編輯

(1)展點。打開CASS,在標題欄點擊繪圖處理,選擇展測點點號和高程點。為了容易區分,可分別展為不同的顏色。展繪高程點可給個距離,以去掉一些多餘的。

(2)連線。根據外業草圖用符號和線型把需要連接的點相連,把測區地物地形如實反映出來。在連線過程中應注意坎子等有向線型的朝向。為了防止線狀地物擬合時弧度過大,可在拐彎時增加幾個點。對房屋等一些規則的地物,可充分利用幾何原理,進行作平行線、拐直角、對稱等方法作圖。

(3)勾繪等高線。CASS軟體在山區地物地貌復雜情況下,生成的等高線往往很雜亂,這時靠手工拖、拉、剪修往往費時費力,而且打斷以後線變得特別碎,文件變得很大,操作反應很慢。在使用過程中我們發現,可以先自動生成,然後計曲線和間曲線,用樣條曲線命令Spline來重畫一遍也非常快,而且此命令畫出的線條,無論怎樣打斷以後,拖動起來都很容易,線條也非常流暢,文件非常小。

(4)文件保存。在作圖過程中,可以在自動保存對話框中將自動保存時間設置小一點,5分鍾或10分鍾,這樣在停電或意外死機時只丟失幾分鍾的工作,同時最好另存一個文件副本進行備份。這樣才能確保文件萬無一失。

(5)繪制地形底圖。在編輯完成後,就可進行列印輸出地形底圖供野外檢查巡視使用。

3.4 野外檢查

野外檢查巡視是地形測量工作中的重要環節,檢查工作的好壞也直接影響到最終成果的質量。在內業連圖過程中,不可避免地產生漏連、錯連或表示不合理的地方,這其中又以獨立地物容易漏,如電線桿、路燈、井蓋、等高線等,外業的草圖也不能確保百分之百的正確,所以必須要實行外業自檢。在野外檢查過程中,要堅持全面跑到、看到、量到。嚴格按照規范要求去檢查,及時採取有效措施進行糾正。

3.5 地形圖的分幅

一般地形圖的分幅按50×50分幅或40×50分幅。在分幅以前最好先作個圖幅接合表出來,這樣在填每幅圖左上角的接合表時就方便一些了。CASS的圖框模版放在安裝盤Blocks目錄下,文件名位Ac50tk.dwg和Ac45tk.dwg,只要把這兩個文件的測繪單位、用圖單位、測量員、等信息改好,以後調用時方便,不必再一一改正。

3.6 成果圖輸出

當分好幅、圖廓整飾完成以後,就可以列印輸出成果了。當第一幅圖列印完成後,要拿格網尺來檢查列印的圖框大小,以不超過0.3mm為准。若超過限差,必須在繪圖儀里校準,進行重新設置。由於進紙等原因,在列印過程中也要不斷的進行抽查,才能保證產品質量。當檢查完成後,應對全部成果進行拷貝或刻錄光碟,在甲方驗收後連同其他成果一並上繳。

4 結束語

通過我們長期的數字化地形測量工作,積累了不少的經驗,在生產實際工作中也掌握了多種地形測量軟體的應用,使地形測量工作成為一個重要的市場手段,並優質高效地完成了許多項目,創造了良好的經濟和社會效益。

B. 攝影測量學 課後答案~~武大第二版。。 誰有能發一份給我嗎 謝謝 [email protected]

《攝影測量學》試題九標准答案

一、 名詞解釋:

1.全數字攝影測量是指從攝影測量與遙感所獲取的數據中,採用數字攝影影像或數字化影像,在計算機中進行各種數值、圖形和影像處理,以研究目標的幾何和物理特性,從而獲得各種形式的數字化產品和目視化產品數字攝影影像是用數字攝影機(如CCD陣列掃描儀)直接獲得數字影像;數字化影像是用各種數字化掃描儀,對已得到得像片進行掃描,獲得數字化影像。而在計算機中進行全自動化數字處理得方法,稱為全數字化攝影測量。

2.根據像面,投影中心和物面三者之間的空間位置關系,按中心投影的規律,將物面(或像面)上的點、線或幾何圖形,表示在像面(或物面)上的工作稱為透視變換的空間作圖。

3.主垂面與地平面的交線稱為攝影方向線以VV表示。顯然像面上的主縱線與地面上的攝影方向線是一對透視對應線,都垂直於透視軸。

4.核面與像平面的交線稱為核線。

5.

6.單航帶航帶法解析空中三角測量是常用三種解析加密方法的基礎。它是利用一條航帶內各立體模型的內在幾何關系建立自由航帶網模型,然後根據控制點條件,按最小二乘法原理進行平差,並消除航帶模型的系統變形,從而求得各加密點的地面坐標。

7.把地面分成適當大小的有限單元,在單元內,用一個簡單的函數來描述所求的曲面,並保證相鄰單元之間有連續(或光滑)的過渡,這種內插方法稱為有限元法。

8.調繪片是攝影測量內業繪制地形圖,建立地物核地貌,標定注記內容的依據核來源,

二 填空題:

1.測制各種比例尺的地形圖, 建立地形資料庫, 地理信息系統 土地信息系統

2. 30m 3% 3%

3.53% 15% 60%~65% 15%~30%

4.攝影基線 地面任意一點 像主點 核面 像平面 攝影基線的延長線與像平面的交點

5.形狀 大小 位置 特徵 屬性特徵 空間特徵 時間特徵

6.像片傾斜引起的像點位移 像片起伏引起的像點位移 攝站點之間由於航高差引起的各張像片間的比例尺與圖比例尺不一致。

7. 影像的色調是否均勻一致 切割線或光學鑲嵌的拼接線是否密合,有無影像的重復合丟失 切割鑲嵌打糾正點小孔時,是否打掉了重要地物 圖面整飾與各項注記是否正確、齊全。

8. 切割鑲嵌 數字鑲嵌

9. 像片控制點的聯測、像片調繪與補測、以及地形測繪等內容

10.頻譜分析方法 漸進采樣法

11.柵格形式 矢量形式

三 簡答題:

1.攝影測量學是通過影像研究信息的獲取、處理、提取合成果表達的一門信息科學。傳統的攝影測量學是利用光學攝影機攝得得影像,研究和確定被攝物體得形狀、大小、性質和相互關系得一門科學與技術,攝影測量學得主要特點是在像片上進行測量和解譯,無需接觸物體本身,因而很少受自然和地理等條件的限制。

2.在恢復像片內方位元素的基礎上,確定像片攝影瞬間在地面直角坐標系中空間位置和姿態的參數,稱為像片的外方位元素.

一張像片有六個外方位元素.其中三個是描述攝影中心S(攝影物鏡後節點)空間位置的坐標值,稱為直線元素.另外三個是表示攝影光束空間姿態的三個角元素.

三個直線元素 三個直線元素是指攝影曝光時,攝影物鏡S在地面選定的空間直角坐標系中的坐標值 .

三個角元素 它是描述像片在攝影瞬間空間姿態的要素.其中兩個角元素用以確定攝影機主光軸So在空間的方向,另一個角元素,則確定像片在像片面內的方位.

3.三種方法:

1)、用單張像片的空間後方交會與立體像對的前方交會方式求解物點的三維空間坐標。這種方法是以像片對內已有足夠數量的地面控制點坐標為基礎。

2)、用相對定向和絕對定向方法求解地面點的三維空間坐標。此法是用具有一定相互重疊。

3)、採用光束法求解地面點三維坐標。這種方法是把待求的地面點與已知地面點坐標,按照共線條件方程,用連接點條件和控制點條件同時列出誤差方程,統一進行平差計算,以求得地面點三維坐標。

4.主要任務除為測圖工序提供大量控制點坐標外,還可提供內業測圖工序所需得各種定向數據和其他一系列副產品。

常規方法有:單模型解析空中三角測量,單航帶解析空中三角測量和區域網解析空中三角測量三種。

5.基本思想:把像片分別裝入與像片主距相同的兩個投影器內,完成內定向,建立和攝影光束法,由於沒有進行相對定向,兩光束必不滿足同名光線對對相交,若用一水平承影面的(交點)將會出現X方向和Y方向得差值。其值同名點得坐標差表示。當諸同名點的上下視差都為零時,相對定向即告完成。通過微動投影器得定向螺旋,消除承應面上同名點的上下視差來完成相對定向,就是模擬法相對定向的基本思想。

6.對於地物而言,數字測圖總是採集地物廓角點坐標及屬性特徵,但有些地物還往往事先已知有外形條件的幾何參數和條件。如建築物、運動場、高速公路等等,具有垂直或平行等條件,如用直接採集的離散點連成圖形,則由於獲取的原始數據中包含有偶然誤差,則滿足圖形往往不能滿足圖形的外形條。因此,在繪圖之前,應對這些數據進行預處理,一滿足圖形的幾何條件。

7.綜合判調的主要工作是室內判繪和野外補調。

室內判繪是室內依據測區收集的各種資料,對像片進行觀察、分析和比較然後判讀出影像的內容、數量、性質,並著墨描繪在像片上,對於沒有足夠把握判讀的地物用鉛筆畫出後供野外補調確定。室內判繪採用的凡是有直接目視判讀描繪,立體判讀描繪以及利用資料輔助判讀描繪。

綜合判調第二項工作是野外補調。野外補調是對室內判繪的檢查和補充。補調要重點檢查室內判繪沒有把握的地物,室內判繪的地物在實地如果發現錯誤要馬上修改補償。

綜合判調法可以將大量外業調繪工作轉入室內完成,能減輕外業調繪的勞動強度和提高像片調繪的工效,與全野外調繪相比有明顯的優越之處。

四 、問答題:

1.(1)原始數據的輸入及像點坐標的預處理。由於像點坐標是在立體坐標儀上量測,不是像平面坐標系,需要作一定的換算。像點坐標的預處理是指對像點坐標的系統誤差處理。

(2)確定相對定向元素的初始值。假定像對中左片是水平的,即外方位元素 在完成定向過程中總是取為零;而像對中右片的角元素 的初始值也均取為零,基線分量 取標准1點的左右視差,即 。

(3)根據確定的初始值,計算左、右片的方向餘弦值,組成左、右片各自的旋轉矩陣 和 。再變換坐標,計算左、右像片上同名像點的像空間輔助坐標 和 。

(4)逐點計算定向點的上下視差Q。

(5)逐點按相對定向方程式,組成定向點的誤差方程式的系數矩陣A。計算各項a,b,c,d,e系數。

(6)逐點組成法方程式的系數矩陣( ),常數項矩陣( )。直到全部定向點組成法方程式。

(7)法方程式的求解。即按 求得各未知數的一次改正值。

(8)計算相對定向於是泥塑的新值,即

(9)計算判斷所有未知數的改正值是否小於限差,即 當大於限差時則重復(3)~(8)步的計算,直到小於限差值為止。

2.外為了提高加密精度,除用精密立體坐標儀提高量測坐標精度外,還採取在地面上布設地面標志,提高分辨精度,在平差方法中加入殘余系統誤差的補償和粗差檢測,以及採用攝影測量與各種測量成果的聯合平差。

主要作業過程:

1)、像點坐標量測與系統誤差改正。

2)、連續法相對定向建立單個模型。左片的角元素 。航帶中第一相對完成相對定向後,所得相對定向角元素 為像對中右片的像空間坐標系相對於像空間輔助坐標系的三個角元素。第二個像對以後的各像對中左片的三個角元素,均取前一像對中右片的角元素作為固定值在完成相對定向過程中保持不變,只改變像對中的右片。這樣建立起的航帶內各單個模型的像空間輔助坐標系,其特點是各模型的像空間輔助坐標系統,坐標 軸向都保持彼此平行,模型比例尺各不相同,坐標原點也不一致。

3)、航帶內各立體模型利用公共點進行連接,建立起統一的航帶網模型。航帶內各單個模型建立之後,以相鄰兩模型重疊范圍內三個連接點的高度應相等為條件,從航帶的左端至右端的方向,逐個模型的歸化比例尺,統一坐標原點,使全航帶內各模型連接成一個統一的自由航帶網模型。統一後的模型點坐標為攝影坐標系坐標。

4)、航帶網模型的絕對定向。建立的航帶網模型是攝測坐標系,需要根據地面控制點,把攝測坐標變換為地面攝測坐標。即將整個航帶網按控點的攝測坐標核地面攝測坐標,進行空間相似變換,完成航帶網模型的絕對定向,使整條航帶網的攝測坐標納入到地面攝測坐標中。

5)、航帶網模型的非線性改正。由於殘存系統誤差和偶然誤差在模型連接過程中傳遞累積產生航帶網模型變形,一般採用多項式進行改正。

3. 數字地面模型是一個表示地面特徵空間分布的資料庫。一般用一系列地面點坐標X,Y以及該地面點上的高程Z或屬性(如名稱、目標類別、特徵等)組成的數據陣列,以此組成數字地圖。

在計算機中就是一個二維數組Z(M,N),任何一點高程就是一個下標變數Z(i,j),只表示地面高程的數字地面模型稱為數字高程模型(DEM)。

應用:(一)、在公路、鐵路選線設計方面的應用

(二)、地面坡度的計算與分類

(三)、由數字高程模型求真實的地表面積

(四)、根據不同時期的兩個數字高程模型計算地表變化的體積

(五)、數字高程模型用於製作正射影像圖

(六)、繪制透視立體圖

C. 遙感地質調查的一般程序

在較大范圍內進行,通過空中或地面探測獲取遙感圖像後(或航、衛片),一般按下列程序進行。

1.資料的收集、處理和概略解譯

這一階段的工作主要包括:

1)收集、編錄、復制的各類遙感圖像和遙感資料並進行相片鑲嵌。對部分地區(或全區)還可進行數字圖像處理,以增強和突現某些信息。

2)收集制圖資料和已有的地質、航空物探及地面物化探資料,以及相關的水文、氣象、地貌、土壤、植被、環境等資料。

3)遙感圖像的概略解譯,需要編制概略地質解譯圖或若干專題概略解譯圖。概略解譯圖可以直接勾繪在相片略圖上或聚酯薄膜上,或者轉繪在地形圖上。編制概略解譯圖時應詳細,界線標繪應精確,以避免重復工作。

4)根據概略地質解譯的成果,確定踏勘路線,選擇實測地層剖面的位置,編制遙感地質調查設計書。

2.野外踏勘及建立地質解譯標志

在野外踏勘和實測地層剖面的過程中,都應隨時對照實地各種標志與相片上的影像特徵,研究地層和地質現象的地質解譯標志;確定分層單位(填圖單位)及其界線的標志。

(1)解譯標志

在地質解譯過程中,主要是觀察和利用解譯標志來進行。遙感圖像的地質解譯標志是指那些能夠用來辨認、區分地質體或地質現象的存在、屬性和相關關系的影像特徵。其中包括影像中反映出的形態、大小、色調、陰影、水系、地貌、水文、影紋結構、植被、人類活動等標志。

1)形態和大小:任何地物都有一定的幾何形狀和大小。許多地物根據其形狀和大小就可直接辨認其屬性。地物的幾何形狀和大小與圖像的比例尺和解析度有關。一般比例尺越大,解析度越高,地物細節顯示越清楚。相反,則很模糊,甚至顯示不出來。在相同比例尺的圖像上,由於圖像的解析度不同,地物的形狀和大小可表現出不同的清晰度,如有些較小的地物,在高解析度的航空相片上可表現得非常清晰,而在低解析度的衛星圖像上則顯得模糊,甚至沒有顯示。

2)色調:色調是地物波譜信息構成的影像特徵,不同的地物有不同的色調。因此,它是地質解譯中經常使用的重要解譯標志。通過肉眼可把圖像色調從黑—灰—白分為10級。色調的深淺是相對的,它受地質體的顏色、含水多少、風化程度、表面土壤及植被覆蓋程度、光照條件等多種因素的影響。在同一幅圖像上,物性相同的地物應有相近的色調,但實際上,由於諸多因素的影響卻不完全相同或差異很大。因此,應用色調標志時須作具體分析。

3)陰影:陰影具有形狀、大小和方向,色調一般為黑色。在航片上可藉助陰影的方向和成像時間來判斷航片的方位,測量地物的高度。陰影有本影和落影之分。本影是指物體未被陽光照射的陰影部分,即本身的陰影,如山的陰坡、房屋的背陽面等都是它們的本影。本影有助於獲得立體感。山體的陽坡明亮,陰坡較暗,其明暗分界線即為山脊線或山谷線。落影是指地物投在地面的影子,即投落陰影。利用落影可以計算地物的高度(h=T tanϕ,其中,h為地物的高度;T為落影長度;ϕ為太陽高度角)。

4)水系標志:水系是非常重要的解譯標志,對地形、地貌、岩性、構造解譯都非常有用。水系形態、密度、均勻性、對稱性、方向性往往是構造和岩性特徵的反映。例如,泥岩、頁岩、粘土岩、粉砂岩發育地區,易形成高密度樹枝狀水系,反映岩石透水性不良;砂岩、石英砂岩或岩石裂隙發育區,常形成低密度樹枝狀水系,反映岩石透水性強。水系的均勻性,表示岩石抗風化能力和裂隙發育程度比較相近;水系的對稱性,反映區域地形或大片成層岩層向一側傾斜;水系的方向性,主要反映區域山系、岩層及構造走向。

5)地貌形態標志:地貌形態不僅決定於一定的岩性和構造,而且也決定於一定的氣候、水文等自然地理條件。不同地貌形態是不同岩性、構造在不同內外動力作用下的結果。由於地層岩性的物理化學性質不同,而具有不同的抗風化侵蝕能力。岩石的抗蝕能力通常由地貌形態反映出來。抗蝕性強的岩石形成陡坡和陡崖;抗蝕能力弱的岩石形成緩坡和低地。地貌形態除與岩性有關外,還與構造、產狀、自然環境等因素有關。利用地貌形態解譯地質體,可以從山體的組合形態與規模大小,山頂、山坡形態與地形相對高差等方面來進行。

6)植被:植被的分布與氣候的地帶性和地形引起的垂直分帶性及小氣候環境有關。在不同的地貌部位上,由於基岩和鬆散沉積物的岩性、粒度、含水性等的影響,可引起植物群落外貌、種屬、層級、密度、長勢、單株與群落的生態畸變和宏觀生態特徵上的改變。植被分布對地質解譯既有利,也有弊。不利之處在於植被掩蓋了岩層露頭和構造,造成解譯上的困難;有利的是,在某些特定條件下它能作為地質解譯的間接標志。例如,地質、水文條件和土壤性質的變化可引起植物生態異常。解譯時應注意總結這類規律,以發現更多的間接地質解譯標志。

7)水文標志:主要指陸地水水文特徵,包括泉、小溪、河川、湖泊和基岩、鬆散堆積物的含水性、滲透性等。它們的空間分布特徵都與一定的地質、地貌條件有關,因此,水文標志是地質解譯的一個有用標志。

8)人類活動遺跡:人類活動遺留下來的與地質體有關的痕跡、探槽、鑽探平機台、道路、建築、農墾區、歷史考古遺跡等都可作為地質解譯的間接標志。

9)影紋結構:影紋結構是地物的形狀、大小、色調、陰影、水系、地貌、植被、人類活動遺跡等在圖像上的綜合表現。不同的地質體一般具有不同的影紋結構。在解譯過程中,對影紋結構的類型可用點狀、格狀、柵狀、鏈狀、環狀、蠕蟲狀、姜狀等來描述,還可進一步區分為寬窄、疏密、粗細、大小、長短等。

(2)解譯方法

地質解譯就是利用遙感圖像的各種影像特徵解譯地質體。如何利用各種解譯標志和解譯方法去辨認地質體或地質現象的存在和屬性,主要由解譯任務、圖像特點、地質構造復雜程度、解譯條件與難易程度等綜合因素所決定。遙感圖像的解譯方法主要有:

1)直譯法:對於具有清晰影像和典型特徵的地質體,通常可採用直接解譯的方法,即觀察和利用地質體的各種綜合標志,尤其是反映該地質體屬性的典型影像特徵,直接去辨認、分析、圈定地質體。如灰岩的岩溶地貌和侵入體的綜合影像特徵、影像地層單位的對稱重復和兩翼產狀的變化、斷層的線性影像特徵等均可作為直接判斷所屬地質體的典型影像特徵。

2)延伸法:在進行區域圖像地質解譯時,對有一定特徵影像的地質體,常遵循由已知到未知的解譯原則來延伸圈定地質體。一般對褶皺岩層、各種斷層、破裂面以及岩體、地塊的界線常用此方法,即沿著各種地質要素連續地進行觀察分析,以確定延伸位置。對於影像特徵不清者,常用此法,一般能收到較好的解譯效果。

3)對比法:當地質體沒有典型的解譯標志,不能用直接判斷的方法解譯時,可將未知地質體與已知地質體的影像特徵進行對比,分析兩者的異同點,從而達到鑒別未知地質體的目的。

3.詳細解譯

根據已確定的分層單位和解譯標志,按相應比例尺的精度要求,在立體鏡下詳細而准確地勾繪出詳細的地質解譯圖。這是進行遙感地質解譯的結果,也是繪制地質圖的基礎。

在詳細解譯的基礎上,布置野外調繪的路線。

4.野外調繪

野外調繪的任務是詳細查證解譯的成果;查明解譯中發現的重要地質現象或者難以解譯的現象(必要時需配合山地工程);系統採集標本樣品,完成野外資料收集的工作。

野外調繪的基本方法仍然是通過路線地質調查。路線的間距可以比常規地質調查的路線間距大幾倍。對重點地段應加密調繪路線,投入較多的野外工作。所謂重點地段主要是指:

1)區域地質和找礦調查中的成礦有利地段和物化探異常區;工程地質調查中的重要工程地質、動力地質區;水文地質調查中的井、泉和岩溶區等。

2)構造復雜或植被茂密,解譯效果較差的地段。

3)某些對查明地質構造或地貌規律比較關鍵的地段。

野外調繪中觀測點應用針刺的方法標定在相片上。針刺點位應盡可能精確,針孔不能太大;其誤差最大不能超過0.2mm;點號標在相片背面針孔的位置。地質界線應在野外用特種鉛筆勾繪在相片(或聚酯薄膜)上。准確記錄野外地質現象,對較復雜的構造,勾繪平面示意圖,以便與相片上的影像進行對照。

野外調繪中每天都應進行資料整理。除了野外記錄和標本的整理外,應在立體鏡下檢查野外刺點和連線的正確性,並上墨,標繪野外實測的產狀(注意相片方位)。當天的調繪成果均應勾繪在實際材料圖上。

5.成圖及編寫報告

這個階段的工作與常規調查基本相同。所不同的是在圖面整飾中,發現圖面結構不合理的地段可進行更深入的解譯,以求得確切的結果;在資料綜合分析中,要研究多種資料的擬合,若有光譜測試資料時,應有地物光譜和解譯標志的分析;圖件清繪、轉繪和成圖時,盡可能用現代技術設備,以提高精度和工效。

當進行小區域的調查時,如某礦區地質調查、某地下水水源地的綜合水文地質調查或某工程建築場地及外圍工程地質調查等等,野外建立解譯標志、詳細解譯和野外調繪等工作不一定按工作階段截然分開。在大比例尺地質測繪中,需要與地形控制測量密切配合。

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